数字通信原理学位考试重点复习题

1、调信号有三个基本特征： 携带有信息   适合在信道中传输  信号的频谱具有带通形式且中心频率远离零频。数字通信系统构成：信源编解码 信道编解码 调整解调 同步 信道 噪声同步是保证数字通信有序准确可靠工作的前提，对数字通信特别重要，同步分为载波同步、位同步、群同步和网同步。码元传输速率简称传码率，又称符号速率等。它表示单位时间内传输码元的数目，单位是波特Baud ），记为B，故码元传输速率也称为波特率。2秒传输2400个码元，则码元传输速率为2400/2=1200bit/s.试述数字通信的主要特点。1）抗干扰能力强，无噪声积累 2）便于加密处理 3） 利于采用时分

2、复用实现多路通信（4设备便于集成化、小型化(5占用频带宽（缺点）。模拟信号 幅度取值是连续的 ，数字信号 幅度取值是离散的；传输模式是电磁场的一中场型结构分布形式；通信系统的主要性能指标是 有效性、可靠性，对数字通信而言是 传输效率 误码率；PAM信号幅度连续，时间离散，属于模拟信号；参数编码数码率16KB/S以下，最低为1KB/S左右，但在接收端重建信号的质量不够好。时域信号越宽转换为频域信号越窄，相反。量化：把抽样的瞬时值进行幅度离散；编码：利用二进制码组表示固定电平值考虑到实际滤波器的可实现特性,一般fs取2.5fH3 fH。例如语音信 号最高频率fH一般为30003400 Hz,取样频

3、率fs一般取8000 Hz。量化将取值连续的样值序列变成取值离散(只有有限几种)的样值序列，所以量化将模拟信号变成了数字信号。量化后的信号是对取样信号的近似。量化电平与取样值之间的差称为量化误差，量化误差一旦形成，在接收端是无法去掉的。这个量化误差像噪声一样影响通信质量，因此也称为量化噪声。非均匀量化的基本思想是：不等间隔地设置量化电平，大信号时用大台阶，小信号时用小台阶。这样，在保持量化电平数不变的情况下，提高了小信号时的量化信噪比，扩大了量化器的动态范围。非均匀量化可以采用“压缩+均匀量化”的方法来实现。在同步系统中,假失步由同步码被误码引起， 需以前方保护克服；假同步由信码冒充同步码，需

4、以后方保护克服。压缩器特性是小信号时斜率大于1，大信号时斜率小于1.在同步系统中,假失步由同步码被误码引起， 需以前方保护克服；假同步由信码冒充同步码，需以后方保护克服。码速调整装置的主体是缓冲储存器，此外还有一些必要的控制电路PCM30 32系统，传送30路电话，总数码率是2048kb/s第28路话音信息码安排在 29 F13时隙，第28路信令码安排在TS 16 后4位PCM 30、32 帧结构中，第22路话音信息码安排在 TS23 F7时隙，第22路信令码安排在TS 16 后4位;数字通信中无码间干扰的传输特性有理想基带特性和余弦滚降特性；他们的优点分别是：前者传输带宽最窄，后者容易实现；

5、形成二次群的方式有:PCM复用和数字复接，一般采用数字复接；数字复接要解决同步和复接两个问题，不同步的后果是复接时造成重叠和错位；同步数字体系中，同步是指SHD内部每级速率数据的复用都是同步的，映射是指在SDH边界处把承载业务数据信号适配进虚容器，复用是指SDH内部低速数据信号合并成高速率数据信号异步复接二次群的帧周期为100.38us，帧长度：848比特,信息码最少为_820bit _，插入码最多为_28bit _，一帧中码速调整用的插入码最多为_4bit _。数字复接，就是利用时间的可分性，采用时隙叠加的方法，把多路低速的数字码流，在同一时隙内合成并称为高速数字码流的过程.复用和复接的区别

6、：PCM复用是对多路（电话）信号在一个定长时间内（帧）完成的PCM和TDM全过程。而复接是对多路数字信号）（数字流或码元）在一个定长的时间内进行的码元压缩与安排，他只负责把多路数字信号安排（复用）在给定的时间内，而不需要再进行抽样、量化和编码的PCM过程，从而减少了对每路信号的处理时间，降低了对器件和电路的要求，实现了大路数（高次群）信号的“时分复用一次群：HDB3 2.048M/S 二次群：HDB3 8.448M/S 三次群： HDB3 34.368M/S四次群：CM1 139.264M/S段开销(SOH)。 段开销是在SDH帧中为保证信息正常传输所必需的附加字节(每字节含64 kb/s的容

7、量)，主要用于运行、 维护和管理，如帧定位、 误码检测、 公务通信、自动保护倒换以及网管信息传输。信息载荷域是SDH帧内用于承载各种业务信息的部分。对于STM1而言，Payload有9×261=2349 Byte, 相应于2349×8×8000=150.336 Mb/s的容量。在Payload中包含少量字节用于通道的运行、 维护和管理， 这些字节称为通道开销(POH)管理单元指针(AU PTR)。管理单元指针是一种指示符， 主要用于指示Payload第一个字节在帧内的准确位置(相对于指针位置的偏移量)。对于STM1 而言，AU PTR有9个字节(第4行)， 相应于

8、9×8×8000=0.576 Mb/s。量化是为了幅度离散化，量化会带来量化噪声，相同编码位数时，非均匀量化比均匀量化更能提高最小信噪比，A率压缩特性的数学表达式：式中，A为压缩系数，A=1时无压缩，A越大，压缩越明显，在国际标准中，A=87.6。13折线编码取样一次编码8位码。三个步骤：(1) 确定样值的极性。(2) 确定样值的段号。(3) 确定样值在某段内的级号。已知抽样脉冲值为+635，采用13折线A律编码，1、试编出其码 2、计算量化值（编码电平）和量化误差 3、写出该码7位幅度码对应的11位线性码。解：1、极性码： +6350 c1=1段落码： 635128 c2

9、=1 635512 c3=1 635<1024 c4=0由这三次比较，可知+635处于第七段。段内码：第7段其实电平为512，均匀量化间隔为512/16=32个单位。 635<512+32X8=768 c5=0 635<512+32x4=640 c6=0 635<512+32x2=576 c7=1 635<512+32x3=608 c8=1编码器输出码组为111000112、量化输出为608+32/2=614 个量化单位；量化误差为635-614=11个量化单位。 3、除极性码外的7为非线性码组为1100011，相对应的11为均匀码为0100110000。设数字信

10、号的码元时间长度为1sm，如采用四电平传输，求信号传输速率及符号速率。解：符号速率： 信息传输速率：假设数字通信系统的频带宽度为1024kHZ,其传输速率为2048 bit/s,试问其频带利用率为多少bps/HZ?解：频带利用率：=Rb/B=1024/2048=2bps/HZ 若传输中2S误1个比特，则误码率P=发生误码的个数/传输码元总数=1/2*2*10的6次方=2.5*10的7次方。模拟信号频谱 如图所示， 求满足抽样定理是的抽样频率FS并画出抽样信号频谱设。答：（1）f0=1kHz,fm=5khz,B=fm-f0=5-1=4khz, f0B, 此信号为低通型信号 此信号为低通型信号满足

11、抽样定理时，应有 fs2fm=2x5=10khz. 抽样信号的频谱（设fs=2fm）如下图所示。PCM30 定时系统中为什么位脉冲的重复频率为256KHZ?答：因为PCM30路定时系统位脉冲的主要作用是控制编码和解码，其重复周期是8比特，即3.91us,所以位脉冲的重复频率为1/3.91*10-6=256*103 HZ=256KHZ。PCM30系统中一帧有多少比特？1秒传输多少帧？假设L=7，数码率fB为多少？答：PCM30系统中一帧有256比特。1秒传输8000帧。L=7时，数码率FB=FS*N*L=800*32*7=1792kbit/s由STM-1帧结构计算出STM-1的速率；2、SOH速

12、率 3AU-PIR的速率。答（1）STM-1速率 270*9*8*8000=155.520Mbit/s（2）SOH速率9*8*8*8000=4608kbit/s（3）信息净负荷速率：261*9*8*8000=150.336Mbit/s异步复接二次群的数码率是如何算出来的？答：二次群125us内的码元数为256X4+32=1056bit,步复接二次群的数码率为1056/125*10-6=8448kbit/s 某PCM24电话通信系统，每帧有24个路时隙，传输24路电话，每路8位码。试计算其路时隙TC,位时隙TB和数码率Fb,答：电话通信的抽样频率是8kHz，则帧周期是1/8000=125us,路

13、时隙TC=125/24=5.2us, TB=5.2/8=0.65us,Fb=l*n*fs=8*24*8000=1536kbit/s.单路话音信号的带宽为4kHz，对其进行PCM传输，那么最低抽样频率是多少？抽样后按8级量化，PCM系统的信息传输速率为多？：因为=4khz 所以fs=2fh=8khz,又因为采用8级量化，故一个抽样值要用3个位码，所以Rs=3*8K=24kBaud,又因为采用二进制编码，所以Rs=Rb=24kbit/s. 什么是帧同步？如何实现？答：帧同步是保证收发两端相应各话路要对准。对于PCM30/32路系统，由于发端偶帧TS0发帧同步码（奇帧TS0时隙发帧失步告警码），收端

14、一旦识别出帧同步码，便可知随后的位码为一个码字且是第一话路的，依次类推，便可正确接收每一路信号，即实现帧同步。为什么要进行非均匀量化？答：采用非均匀量化是为了压缩编码位数。对于话音通信，若采用均匀量化，要达到ITU-T的标准，动态范围>40dB，量化信噪比>26dB，每样值需编12位码，而采用A 13折线非均匀量化，只需8位码。收端时钟的获取方法是什么？为什么如此？答：收端时钟的获取方法是定时钟提取。因为数字通信系统要求接收端的时钟与发送端的时钟频率完全相同，且与接收信码同频同相。为了满足对收端时钟的要求，也就是为了实现位同步，在PCM通信系统中，收端时钟的获得采用了定时钟提取的方

15、式，即从接收到的信息码流中提取时钟成份。比较按位复接与按字复接的优缺点？答：按位复接要求复接电路存储容量小，简单易行。但这种方法破坏了一个字节的完整性，不利于以字节（即码字）为单位的信号的处理和交换。按字复接要求有较大的存储容量，但保证了一个码字的完整性，有利于以字节为单位的信号的处理和交换。为什么同步复接要进行码速变换？答：对于同步复接，虽然被复接的各支路的时钟都是由同一时钟源供给的，可以保证其数码率相等，但为了满足在接收端分接的需要，还需插入一定数量的帧同步码；为使复接器、分接器能够正常工作，还需加入对端告警码、邻站监测及勤务联络等公务码（以上各种插入的码元统称附加码），即需要码速变换。为

16、什么复接前首先要解决同步问题？答：数字复接的同步指的是被复接的几个低次群的数码率相同。若被复接的几个低次群的数码率不相同，几个低次群复接后的数码就会产生重叠和错位，所以复接前首先要解决同步问题。SDH中指针的作用有哪些？答：SDH中指针的作用可归结为三条：（1）当网络处于同步工作方式时，指针用来进行同步信号间的相位校准。（2）当网络失去同步时（即处于准同步工作方式），指针用作频率和相位校准；当网络处于异步工作方式时，指针用作频率跟踪校准。（3）指针还可以用来容纳网络中的频率抖动和漂移。HBD3码（3nd Order High Density Bipolar）的全称是三阶高密度双极性码，它是AMI码的一种改进型，改进目的是为了保持AMI码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过3个。其编码规则：（1）当信码的连“0”数目不超过3时，仍按AMI码的规则编（“1”交替的变换为“+1”和“-1”，“0”保持不变）。（2）当连“0”数目超过3时，将每4个连“0”化作一小节，定义为“B00V"称为破坏节，其中V称为破坏脉冲，而B称为调节脉冲；（3